IEDM 2012 Globalfoundries-CEO sieht zukünftig nur noch vier Chip-Fertiger

Globalfoundries-CEO Ajit Machota setzt auf die enge Zusammenarbeit zwischen Kunden und Auftragsfertiger.
Globalfoundries-CEO Ajit Manocha setzt auf die enge Zusammenarbeit zwischen Kunden und Auftragsfertiger.

Die Keynote am zweiten IEDM-Tag hielt der CEO von Globalfoundries, Ajit Manocha. Er prognostizierte, dass durch die explodierenden Kosten bei immer kleineren Prozessgeometrien weltweit nur noch vier Chip-Fertiger übrig bleiben werden: Intel, Samsung, TSMC und Globalfoundries. Zudem stellte er das von ihm so genannte „Foundry-Modell 2.0.“ vor, mit dem er die weltgrößte Foundry TSMC anhängen will.

Dreh- und Angelpunkt der Rede des Globalfoudries-CEOs war der schnell wachsende Markt der Mobilgeräte, bei denen es einen Trend zur Integration gibt. Schon 2015 wird es statt wie heute 8 nur noch 5 Chips geben, welche alle relevanten Funktionen in sich vereinen (Tabelle). Manocha erklärte, dass Mobil-Chips getrieben durch die immer größeren Anforderungen ähnlich wie PC-Prozessoren und Speicher zwangsläufig Moores Law folgen müssen.

Das Problem: Die Kosten für Leading-Edge-Fabs explodieren mit schrumpfenden Prozessgeometrien. Nicht nur die Kosten für die Fab und deren Tools sind mit 6 Mrd. Dollar gigantisch, auch die Prozessentwicklung selbst kosten mehr als 1 Mrd. Dollar und jährlich müssen mehr als 3 weitere Mrd. Dollar in wachsende Fertigungskapazität investiert werden. Schon bei 20 nm wird es seiner Ansicht nach mit Intel, Samsung, TSMC und eben Globalfoundries nur noch vier Fertiger geben (Bild). Damit sind in nur 12 Jahren von ursprünglich 17 Firmen im Jahr 2000 deren 13 auf der Strecke geblieben.

 Funktion 20112012 20132014
2015
 Applikationsprozessor 45 nm (Dual-Core)
45 nm (Dual-/Quad-Core)   28 nm (Quad-Core) 
     28 nm (Quad-Core)
       <= 20 nm (Quad-Core)
Basisband-Prozessor
WiFi 65 nm
  
 40 nm (Dual-Core)
  
BT/FM
GPS
NFC-Controller - 65 nm
 40 nm
HF-Transceiver 40 nm
 40 nm
 28 nm
 28 nm
DRAM <=20 nm
 19 nm
 15 nm
 13 nm
 10 nm
Flash-Speicher <=20 nm
 19 nm
 15 nm
 13 nm
 10 nm
Audio-/Video-Codec  180 nm
130 nm
 
   130 nm
    90 nm
     65 nm
Power-Management-IC
Rauschunterdrückung - 180 nm
 Touchscreen-Controller 130 nm
 90 nm
 90 nm
Gesten-Erkennung - - 90 nm
 65 nm
e-Kompass/e-Gyroskop 250 nm
 180 nm
 180 nm
 180 nm
 180 nm
Gesamtzahl Chips 8 10 9 75
Durch die Integration von immer Funktionen auf einem Chip wird ein Mobilgerät 2015 nur noch aus 5 Chips bestehen - trotz einer wachsenden Zahl von Funktionen.

Für die Leading-Edge-Fertigung, nach Manochas Definition alle Chips in 40/45 nm und weniger, sagte er bis 2016 ausgehend von 2011 ein jährliches Umsatz-Wachstum von 37 % voraus – ausgehend von 5,6 Mrd. Dollar auf 27,5 Mrd. Dollar. Dies entspricht 2016 rund 60 % des gesamten Foundry-Umsatzes. Dabei wird auch nach Erscheinen der 20-nm-Fertigung bei 28 nm ein weiteres Wachstum erwartet, weil viele Chips, die heute bei 40/45 nm oder 65 nm stehen, in diesen Prozess „hineinwachsen“ werden.

Zurückkommend auf die Mobilgeräte zitierte Manocha das Marktforschungs-Unternehmen Gartner: Dieses erwartet von 2012 bis 2016 trotz zunehmender Integration pro Jahr einen Anstieg um 600.000 Wafer – jeweils 300 mm im Durchmesser mit Chips in 32, 28 oder 20 nm (Bild).

Diese Bedürfnisse können nach seiner Ansicht durch das heutige IDM- bzw. Foundry-1.0.-Modell, das klar auf Konkurrent TSMC zielt, auch wenn er den Namen nicht explizit nannte, nicht befriedigt werden. Nachdem er den Marktforscher IHS iSuppli zitierte, der sagt, dass 80 % der heutigen weltweiten Fertigungskapazitäten in stark erdbebengefährdeten Gebieten liegen und Globalfoundries mit den Standorten New York, Dresden und Singapore zu den restlichen 20 % zählt, führte er die Nachteile von IDM und Foundry 1.0. auf: Beim IDM kritisierte er die Optimierung eines Prozesses für nur ein Produkt, die Unflexibilität der eingesetzten Systeme und Methoden sowie die Erkenntnis, dass Weiterentwicklungen im allgemeinen langsamer gehen, wenn „einer alles machen muss“. Zudem erklärte Manocha, dass selten die besten Ergebnisse erzielt werden, wenn ein isoliertes Team an einer Problemlösung arbeitet. Foundry 1.0. (bzw. TSMC) warf er vor, durch die Limitierung auf eine Lokation nicht weltweit die besten Ingenieure abgreifen zu können, einen Mangel an Flexibilität und Transparenz gegenüber den Kunden, das geografische Risiko durch die Fab-Konzentration an einem Ort sowie den Mangel an Innovation durch Zusammenarbeit.